Ein Degradationsmodell für blaue fluoreszente OLEDs zur Kompensation der Pixel-Leuchtdichte-Abnahme und Erhöhung der Lebensdauer von OLED Displays

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Chihao Xu
• Fachliche Zuordnung: Elektronische Halbleiter, Bauelemente und Schaltungen, Integrierte Systeme, Sensorik, Theoretische Elektrotechnik ; Bild- und Sprachverarbeitung, Computergraphik und Visualisierung, Human Computer Interaction, Ubiquitous und Wearable Computing
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 282450530

Ein OLED-Degradationsmodell soll die Effizienz einer OLED während der Lebensdauer eines OLED-Displays bestimmen. Damit erhält man die Möglichkeit, die differenzielle Alterung der Pixel zu kompensieren und das größte Problem eines OLED-Displays, Image Sticking, zu unterdrücken. In dem Vorprojekt konnten ein Korrelationsmodel und ein Data-Counting-Modell für die OLED-Degradation entwickelt werden. Das Korrelationsmodell korreliert die messbare Drift des Stroms mit der Drift der Effizienz, während das Data-Counting-Modell aus den kumulierten Belastungen des OLED-Pixels die verminderte Effizienz bestimmt. Die aus dem Korrelationsmodell bzw. dem Data-Counting-Modell ermittelte Effizienz wird als der Alterungszustand gespeichert und für die nächste Stufe des Degradationsmodells, das elektro-optische Modell, verwendet. Damit kann die Effizienz in Abhängigkeit von Alterungszustand und Arbeitspunkt simuliert werden. Das Ziel dieses Verlängerungsprojekts ist die Unterdrückung des Image Sticking Artefaktes durch einen echtzeitfähigen Kompensationsalgorithmus, der auf diesem neuartigen elektro-optischen Modell basiert. Damit soll das Modell anwendbar gemacht werden. In diesem Projekt werden zuerst die Stärken von Korrelationsmodell und Data-Counting-Modell miteinander kombiniert. Ein spezieller Algorithmus ist herzuleiten, der basiert auf dem elektro-optischem Modell die Effizienz in Abhängigkeit von Alterungszustand und Arbeitspunkt bestimmt. Dabei soll die Tatsache genutzt werden, dass der Alterungszustand für den Echtzeitbetrieb als konstant betrachtet werden kann.Die digitale Ansteuerung von AMOLEDs besitzt gerade für die Alterungskompensation einige Vorteile. Der Arbeitspunkt liegt in einem relativ schmalen Arbeitsbereich mit geringer Farbverschiebung. Die notwendige höhere Graustufenauflösung für die Kompensation ist mit zeitbasierter digitaler Ansteuerung einfach und genau zu realisieren. Die Bildzerlegung für digitale AMOLEDs erfordert jedoch eine gewisse Komplexität. Die Bildzerlegung und die Alterungskompensation bilden ein verkoppeltes System, so dass besonderes Augenmerk auf die Effizienz des Algorithmus gelegt werden muss. Ein integriertes Verfahren für Bildzerlegung und Alterungskompensation wird konzipiert und soll so entwickelt werden, dass die Logikkomplexität lediglich mäßig ansteigt.Der Wert des Degradationsmodells liegt in der Unterdrückung des Image Sticking Artefakts, die nur durch HW-Validierung bestätigt und bewertet werden kann. Der Algorithmus wird in einem FPGA implementiert und soll einen speziell angefertigten digitalen AMOLED-Prototyp von mittlerer Größe und hoher Auflösung ansteuern. Anhand eines Probandentests kann die Effektivität der Alterungskompensation bewertet und die Erhöhung der Lebensdauer von OLED-Displays quantifiziert werden. Zum Schluss sollen die potentiellen Herausforderungen der Alterungskompensation für die analoge Ansteuerung herausgearbeitet werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen